煤粉的助磨及其对燃烧特性的影响研究
发布时间：2021-12-09 06:30
煤炭是我国水泥工业的主要燃料,据统计,2019年我国水泥工业煤炭消耗约为1.95亿吨标准煤。煤炭粉磨是能耗高且效率较低的过程,其粉磨年均单位电耗约为30～32k W·h·t-1,提高煤炭粉磨效率对于节省电耗,降低生产成本具有重要意义。在现有煤炭粉磨相关设备、工艺和技术较为成熟的情况下,添加助磨剂是一种可以改善其粉磨特性的简便高效的方法。目前水泥行业内对助磨剂及助磨机理的研究主要集中在水泥粉磨的试验中,关于煤粉助磨剂研究较少。煤是由有机物和矿物质组成的混合物,与水泥等物料在组成上存在较大的差异,因此煤粉助磨剂的开发及其作用机理需要进一步研究。因此,本文围绕煤粉的助磨,对比研究了不同助磨剂对煤的助磨效果及作用机理,同时研究了助磨剂对煤粉燃烧特性的影响。具体工作包括:（1）通过选用不同类型表面活性剂作为助磨剂,对多组烟煤和无烟煤样品进行助磨试验,分析各试验组煤粉的粒度分布结果,探讨了助磨剂种类及掺量对煤粉助磨的影响。结果表明:多数试验组煤粉粒度分布呈双峰分布,随着球磨时间的增加,其粒度分布范围变窄,粒度分布越为集中,逐渐由双峰分布向单峰分布转变;在相同的粉磨条件下,离子...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原煤中无机矿物质的赋存形态
第一章绪论7可磨性。Cske[35]等人研究了匈牙利褐煤中不同组分的可磨性，结果表明随着灰分的增加，煤的可磨性提高。1.惰质组2.半惰质组和半镜质组3.镜质组4.矿物质5.壳质组图1-3煤中不同显微组分哈氏可磨性指数与挥发分的关系[33]Fig.1-3TherelationshipbetweenHGIofmicro-componentsandvolatilecontent[33]（3）煤化程度随着煤化程度的改变，煤中显微组分以及煤粉颗粒孔隙结构等均会发生显著变化，因此煤的可磨性与其煤化程度有关。赵虹[36]等人测量了褐煤、烟煤、无烟煤等不同煤阶煤样的哈氏可磨性指数，并测量了磨后煤样的粒度分布，结果表明在粉磨后，煤阶不同的煤样其水分与灰分集中的粒度区间各不相同，这导致了不同煤阶煤样可磨性的差异，此外煤粉的粒径分布区间及均匀性均与煤化程度有关。粉体表面形貌对粉磨过程有着重要影响。朱兴珊[37,38]等人的研究结果表明煤炭受外力破坏过程中微孔和小孔的数量变化只与煤阶及组分有关，破坏程度对其无显著影响。高顶[39]等人利用扫描电子显微镜对煤粉颗粒的表面形貌及裂缝等进行研究，发现煤粉颗粒的表面不均匀地分布着大量的孔和裂缝。当受到外力作用时，由于表面孔的存在，颗粒上的裂缝更易发生扩展，因此颗粒表面存在的孔和裂缝对于提高煤的可磨性是有利的。综上可知，煤的粉磨过程会受到多种因素的综合影响，但是煤炭粉磨的能量利用率低，有研究[40]指出煤炭粉磨过程中有效能量利用率仅为5%。高顶[39]等人研究发现：在粉磨初期，煤粉大颗粒的断裂边缘较为平整，具有脆性断裂的特征。随着粉磨的进行，
第四章助磨剂对煤粉表面性质及矿物质分布规律的影响41的煤样表面，起到一定的球磨介质的作用，提高粉磨效率。另外对于烟煤，助磨剂能有效地促进煤粉颗粒的断裂，提高了颗粒的细化效率。4.1.3助磨剂对煤粉颗粒形貌的影响粉磨会对煤粉颗粒的形貌和结构产生影响，颗粒会呈现不同的表面形貌以及孔隙和裂缝的分布。采用扫描电镜，观测在使用助磨剂前后煤粉颗粒的整体形貌，通过结构分析研究其颗粒断裂的形式，结合颗粒表面裂缝的分布情况，以分析煤粉助磨剂的作用机理。分别选取助磨前后的烟煤和无烟煤煤样，在不同的放大倍数下进行观测，其观测结果如图4-4、4-5和4-6所示。图4-4空白试验组烟煤煤粉的表面形貌Fig.4-4Surfacemorphologyofbituminouscoalpowderintheblanktestgroup图4-5焦磷酸钠试验组烟煤煤粉的表面形貌Fig.4-5Surfacemorphologyofbituminouscoalpowderinsodiumpyrophosphatetestgroup300μm50μm300μm50μm(a)(b)(a)(b)
本文编号：3530114
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原煤中无机矿物质的赋存形态
第一章绪论7可磨性。Cske[35]等人研究了匈牙利褐煤中不同组分的可磨性，结果表明随着灰分的增加，煤的可磨性提高。1.惰质组2.半惰质组和半镜质组3.镜质组4.矿物质5.壳质组图1-3煤中不同显微组分哈氏可磨性指数与挥发分的关系[33]Fig.1-3TherelationshipbetweenHGIofmicro-componentsandvolatilecontent[33]（3）煤化程度随着煤化程度的改变，煤中显微组分以及煤粉颗粒孔隙结构等均会发生显著变化，因此煤的可磨性与其煤化程度有关。赵虹[36]等人测量了褐煤、烟煤、无烟煤等不同煤阶煤样的哈氏可磨性指数，并测量了磨后煤样的粒度分布，结果表明在粉磨后，煤阶不同的煤样其水分与灰分集中的粒度区间各不相同，这导致了不同煤阶煤样可磨性的差异，此外煤粉的粒径分布区间及均匀性均与煤化程度有关。粉体表面形貌对粉磨过程有着重要影响。朱兴珊[37,38]等人的研究结果表明煤炭受外力破坏过程中微孔和小孔的数量变化只与煤阶及组分有关，破坏程度对其无显著影响。高顶[39]等人利用扫描电子显微镜对煤粉颗粒的表面形貌及裂缝等进行研究，发现煤粉颗粒的表面不均匀地分布着大量的孔和裂缝。当受到外力作用时，由于表面孔的存在，颗粒上的裂缝更易发生扩展，因此颗粒表面存在的孔和裂缝对于提高煤的可磨性是有利的。综上可知，煤的粉磨过程会受到多种因素的综合影响，但是煤炭粉磨的能量利用率低，有研究[40]指出煤炭粉磨过程中有效能量利用率仅为5%。高顶[39]等人研究发现：在粉磨初期，煤粉大颗粒的断裂边缘较为平整，具有脆性断裂的特征。随着粉磨的进行，
第四章助磨剂对煤粉表面性质及矿物质分布规律的影响41的煤样表面，起到一定的球磨介质的作用，提高粉磨效率。另外对于烟煤，助磨剂能有效地促进煤粉颗粒的断裂，提高了颗粒的细化效率。4.1.3助磨剂对煤粉颗粒形貌的影响粉磨会对煤粉颗粒的形貌和结构产生影响，颗粒会呈现不同的表面形貌以及孔隙和裂缝的分布。采用扫描电镜，观测在使用助磨剂前后煤粉颗粒的整体形貌，通过结构分析研究其颗粒断裂的形式，结合颗粒表面裂缝的分布情况，以分析煤粉助磨剂的作用机理。分别选取助磨前后的烟煤和无烟煤煤样，在不同的放大倍数下进行观测，其观测结果如图4-4、4-5和4-6所示。图4-4空白试验组烟煤煤粉的表面形貌Fig.4-4Surfacemorphologyofbituminouscoalpowderintheblanktestgroup图4-5焦磷酸钠试验组烟煤煤粉的表面形貌Fig.4-5Surfacemorphologyofbituminouscoalpowderinsodiumpyrophosphatetestgroup300μm50μm300μm50μm(a)(b)(a)(b)
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